桁架內(nèi)力分析

桁架內(nèi)力分析第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月經(jīng)抽象簡化后，桿軸交于一點，且“只受結(jié)點荷載作用的直桿、鉸結(jié)體系”的工程結(jié)構(gòu).特性：只有軸力，而沒有彎矩和剪力。軸力又稱為主內(nèi)力（primaryinternalforces）。上弦桿下弦桿豎桿斜桿跨度桁高

弦桿腹桿節(jié)間d第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月次內(nèi)力的影響舉例實際結(jié)構(gòu)中由于結(jié)點并非是理想鉸，同時還將產(chǎn)生彎矩、剪力，但這兩種內(nèi)力相對于軸力的影響是很小的，故稱為次內(nèi)力（secondaryinternalforces）。第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月桿號起點號終點號桁架軸力剛架軸力124-35.000-34.966246-60.000-59.973368-75.000-74.9774810-80.000-79.9775130.0000.03263535.00035.00575760.00059.99787975.00074.991

第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月桁架結(jié)構(gòu)的分類：一、根據(jù)維數(shù)分類1.平面（二維）桁架（planetruss）——所有組成桁架的桿件以及荷載的作用線都在同一平面內(nèi)第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月2.空間（三維）桁架（spacetruss）——組成桁架的桿件不都在同一平面內(nèi)第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月二、按外型分類1.平行弦桁架2.三角形桁架3.拋物線桁架4.梯形桁架第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月簡單桁架（simpletruss）聯(lián)合桁架（combinedtruss）復雜桁架（complicatedtruss）三、按幾何組成分類第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1.梁式桁架2.拱式桁架四、按受力特點分類：第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)點法（nodalanalysismethod）

以只有一個結(jié)點的隔離體為研究對象，用匯交力系的平衡方程求解各桿的內(nèi)力的方法例1.求以下桁架各桿的內(nèi)力第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月-3334.819190第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月-3334.819190-33-8第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月-3334.8-33-819190-8kN37.5-5.4第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月-3334.8-33-837.5-5.419190-5.4-8-33-3334.8第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月以結(jié)點作為平衡對象，結(jié)點承受匯交力系作用。按與“組成順序相反”的原則，逐次建立各結(jié)點的平衡方程，則桁架各結(jié)點未知內(nèi)力數(shù)目一定不超過獨立平衡方程數(shù)。由結(jié)點平衡方程求得桁架各桿內(nèi)力。小結(jié)：第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月對稱結(jié)構(gòu)在對稱或反對稱的荷載作用下，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形（也稱為反應）必然對稱或反對稱，這稱為對稱性（symmetry）。在用結(jié)點法進行計算時，注意以下三點，可使計算過程得到簡化。1.對稱性的利用

如果結(jié)構(gòu)的桿件軸線對某軸（空間桁架為某面）對稱，結(jié)構(gòu)的支座也對同一條軸對稱的靜定結(jié)構(gòu)，則該結(jié)構(gòu)稱為對稱結(jié)構(gòu)（symmetricalstructure）。第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月FAyFBy

對稱結(jié)構(gòu)受對稱荷載作用,內(nèi)力和反力均為對稱:E點無荷載,紅色桿不受力第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月FAyFBy

對稱結(jié)構(gòu)受反對稱荷載作用,內(nèi)力和反力均為反對稱:垂直對稱軸的桿不受力第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月對稱軸處的桿不受力第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月3.零桿零內(nèi)力桿簡稱零桿（zerobar）。FN2=0FN1=0FN=0FN=02.結(jié)點單桿

以結(jié)點為平衡對象能僅用一個方程求出內(nèi)力的桿件，稱為結(jié)點單桿（nodalsinglebar）。利用這個概念，根據(jù)荷載狀況可判斷此桿內(nèi)力是否為零。第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月FP/2FP/2FPFPFP判斷結(jié)構(gòu)中的零桿第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月截面法

截取桁架的某一局部作為隔離體，由平面任意力系的平衡方程即可求得未知的軸力。對于平面桁架，由于平面任意力系的獨立平衡方程數(shù)為3，因此所截斷的桿件數(shù)一般不宜超過3第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月m6mABFPFPFPFPFP1234試用截面法求圖示桁架指定桿件的內(nèi)力。2.5FP2.5FPmmnnFN1=-3.75FPFN2=3.33FPFN3=-0.50FPFN4=0.65FP第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月試用截面法求圖示桁架指定桿件的內(nèi)力。截面單桿截面法取出的隔離體，不管其上有幾個軸力，如果某桿的軸力可以通過列一個平衡方程求得，則此桿稱為截面單桿?？赡艿慕孛鎲螚U通常有相交型和平行型兩種形式。FN1=-3.75FPFN2=3.33FPFN3=-0.50FPFN4=0.65FP第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

相交情況FPFPFPFPFPFP第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月平行情況FPFP第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月FPFPFPFN2FN1FN3FAyFPFP用截面法靈活截取隔離體123第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月聯(lián)合法

凡需同時應用結(jié)點法和截面法才能確定桿件內(nèi)力時，統(tǒng)稱為聯(lián)合法（combinedmethod）。試求圖示K式桁架指定桿1、2、3的軸力第28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月ED桿內(nèi)力如何求?第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月FP如何計算？返回章作業(yè):2-1;2-2(b);2-3;2-4;2-5;2-6(a,c,e)第31頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：熟練掌握計算桁架內(nèi)力的基本方法：結(jié)點法和截面法采取最簡捷的途徑計算桁架內(nèi)力能夠分析和計算組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)力尤其注意區(qū)分二力桿和非二力桿第32頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月組合結(jié)構(gòu)的計算組合結(jié)構(gòu)——由鏈桿和受彎桿件混合組成的結(jié)構(gòu)。8kN2m2m2m4m4m4mABCDEGFII5kN3kN一般情況下應先計算鏈桿的軸力